Může čas běžet zpět a couvá skutečně nebo zdánlivě?

V blogu před týdnem jsme slíbili výklad běhu času pozpátku a vysvětlení, je-li takové couvání dějů skutečné nebo zdánlivé. Je to daleko jednodušší. Viz níže přiložené čtení na dvě minuty. :-)

V minulém blogu Jsou černé díry z antihmoty?  jsme si připomněli, že čas běží pod horizontem událostí  tohoto vesmírného tělesa pozpátku. Čas je vlastně pohyb světla nebo gravitační vlny vzhledem k pozorovateli (obecně šíření volného vzruchu v prostoročase), pohyb rychlostí světla - c. Pro jednoduchost zůstaňme jen u světla. Víme, že černá díra nepustí ven ani ty fotony světla. Jak je to možné si vysvětlíme na následující animaci. Místo fotonů světla máme v této ukázce ryby. Černá díra strhává do sebe okolní prostoročas, který je vlastně jakousi suprakapalinou. Tu můžeme přirovnat v proudící vodě vodopádu. (Blíže třeba blog Je prostoročas tekutý? Aneb, jsem blázen nebo nový Einstein?, kde je také spousta odkazů na vědeckou literaturu kolem tohoto tématu.)

Ryby máme speciální,  a to takové, které plavou neustále stejnou rychlostí, jenž si třeba označme R. (Světlo se totiž také pohybuje neustále stejnou rychlostí c.) Když je ryba před horizontem černé díry (viz ta vpravo), je rychlejší než proud prostoročasu, který ji strhává rychlostí P, a tím pádem se ryba od černé díry vzdaluje. Nicméně vůči nám, kdo pozorujeme černou díru z klidu (vůči černé díře) a z bezpečné vzdálenosti se ryba pohybuje rychlostí menší než R, neboť ji brzdí onen proud. (Určitě jste někdy plavali proti proudu, .) To znamená ale, že čas tam běží o něco pomaleji, ne rychlostí R, ale rychlostí R - P, jelikož se světlo vůči nám pohybuje pomaleji než c, a tento pohyb je časem.

Když je ryba tam, kde je rychlost ryby a proudu stejná, tedy R = P, což je právě na horizontu černé díry, ryba (foton) tam stojí a čas tedy stojí také. Je to totéž, jako byste šli po jezdících schodem proti směru jejich pohybu, jak to dělají děti, a šli přitom stejnou rychlostí jako se pohybuje ten eskalátor, jen v opačném směru. Taky byste vlastně stáli na místě, protože R - P = 0.

Jakmile je ryba už pod horizontem, je rychlost proudu P větší než rychlost ryby R, a ryba vlastně couvá, i když plave dopředu vůči proudu. Foton pod horizontem (pro nás pozorovatele mimo černou díru) taky couvá, i když  vzhledem ke svému okolí, prostoročasu, letí vpřed. Čas tedy pro nás běží jevově pozpátku, i když vlastní čas (tedy čas z hlediska fotonu) fotonu běží stále vpřed a to pořád stejnou rychlostí.. Je to totéž, jako bychom v rychlíku předjížděli pomalejší osobní vlak. Taky by vůči nám ten osobák couval.

A otázka, je-li takové couvání času skutečné nebo zdánlivé, je trochu školometská. Couvání času jakož i jakákoliv jeho rychlost je relativní. Každá skutečnost je vlastně jevová ("zdánlivá"), tak nad tím nemusíme moc meditovat. Vše je zde relativní. Couvání osobního vlaku vůči rychlíku potvrdí jakékoliv měření, takže osobák skutečně couvá. Musíme jen odhodit naši intuitivní představu absolutního času. Nic takového není, vždy je jen čas tak, jak ho "vidíme", měříme, tedy relativní čas.

Pak i snadno pochopíme, že poloha horizontu černé díry není absolutní. Když se velkou rychlostí rozletíme k černé díře, její horizont se posune od nás. Je to vlastně jako bychom už padali s rybou pod (původním) horizontem do černé díry. Ona sice padá, ale my taky, takže se vůči nám nepohybuje. Tímto naším rychlým pohybem posuneme ryby jevově na horizont (nebo dokonce nad něj).

A chcete-li vědět, jak můžeme na Zemi zastavit čas, zkuste tohle: Jak zastavit fyzikální čas.